DE1551418C3 - Ventilboden für Stoffaustauschkolonnen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ventilboden für Stoffaustauschkolonnen, bei dem als Bodenöffnungen längliche Schlitze vorgesehen sind, die von Kappen überdeckt sind, die unter der Wirkung des aufsteigenden Gases oder Dampfes aus ihrer Ruhelage abhebbar, mit an beiden Längsrändern im Abstand angeordneten, zum freien Durchfluß einer Flüssigkeit dienenden Durchbrüchen und mit einem nach unten durch einen der Schlitze greifenden und mit seitlichen Anschlägen versehenen Führungselement versehen sind.

Bei einem bekannten Ventilboden dieser Art (französische Patentschrift 1439 459) haben die Kappen eine sich mindestens über einen wesentlichen Teil der Breite des Bodens erstreckende Länge. Sie überdecken einen einzigen Schlitz etwa gleicher Länge oder mehrere in der Reihe hintereinander gelegene Schlitze. Die Kappen können dachartig gewölbt oder ähnlich profiliert sein. In der Kappe bzw. zwischen Kappe und Boden können in Längsrichtung verteilte, bereits in der Ruhestellung offene Durchbrüche für den Durchtritt einer Flüssigkeit ausgebildet sein. Distanzhalter bzw. Anschläge sind unmittelbar an der Unterseite der Kappe oder an Lappen angebracht, die zur Bildung der erwähnten Durchbrüche aus dem Kappenmaterial nach unten abgebogen sind. Die Distanzhalter bzw. Anschläge sollen dabei im wesentlichen nur an den Kappenenden angeordnet sein.

Bei einem anderen bekannten Ventilboden (USA.-Patentschrift 2 951691) sind Schlitze kurzer Länge in parallelen, sich etwa über die gesamte Breite des Bodens erstreckenden Reihen angeordnet. Jeder einzelne Schlitz ist durch eine ventilartig wirkende kurze Kappe im wesentlichen vollständig überdeckt. Jede Kappe besitzt an ihren Stirnenden nach unten abgebogene Distanzhalter, die am unteren Ende mit einer als Hubbegrenzung wirkenden Abbiegung versehen sind. Die Kappen bestehen aus einem ebenen Blech. Bei steigendem.Druck erfolgt zunächst ein einseitiges Kippen und erst dann ein vollständiges Anheben der Kappe. Der Kolonnenboden arbeitet als Uberlaufboden.

Um nun einen Ventilboden zu erhalten, der einfach aufgebaut ist, einen hohen Ausnutzungsgrad besitzt, eine stabile Ventilfunktion gewährleistet, eine äußerst gleichmäßige Verteilung der miteinander in

ίο Berührung zu bringenden Medien erlaubt und insbesondere für Böden ohne Überlauf geeignet ist, ist sein Ventilboden der eingangs genannten Art erfindungsgemäß als Führungselement eine in der Längsrichtung derKappe durchgehende, die seitlichen An-

J5 schlage in Abständen voneinander aufweisende Rippe vorgesehen.

Durch die Rippe wird die Kappe versteift und der Schwerpunkt der Kappe nach unten verlagert. Aus diesem Grunde können schmalere Schlitze und entsprechend schmalere Kappen verwendet werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Kappen, beim Anheben kippen. Infolge der Verwendung schmalerer Schlitze und Kappen können mehr Schlitze auf einer gegebenen Bodenfläche untergebracht werden.

as Die Erhöhung der Schlitzzahl erlaubt eine Herabsetzung der Hubhöhe. Insgesamt wird dadurch eine vollkommenere und gleichmäßigere Ausnutzung der gesamten Bodenfläche erzielt. Die miteinander in Berührung zu bringenden Medien werden in feinere Teilströme aufgeteilt. Dies führt zu einer Wirkungsgraderhöhung des Ventilbodens. Die höhere Leistungsfähigkeit ergibt eine Ausweitung des wirksamen Arbeitsbereichs gegenüber dem Arbeitsbereich der bekannten Ventilboden selbst bei einer großen Flüssigkeitsbelastung, die beispielsweise bei einer Destillation unter Druck, beim Auswaschen von Gasen, Fraktionieren der Spitzenfraktion und Absorbieren von Gasen in Flüssigkeiten auftritt. Die Konstruktion ist einfach, und die AnschafEungs-, Einbau- und Instandhaltungskosten werden auf ein Minimum reduziert. Besondere Vorteile bietet die Ausbildung der Durchbrüche als Ausschnitte, von insbesondere etwa Halbkreisform, da sie einfacher herstellbar sind als das Abbiegen von Lappen. Die Kappe ist durch die Rippe so versteift, daß die Ausschnitte ohne Nachteil bis zur Rippe geführt sein können. Die Rippe schirmt die durch die Ausschnitte gebildeten Durchtrittsöffnungen für die Flüssigkeit gegen Dampf- und/oder Gasaufstieg ab. Der so gebildete Ventilboden arbeitet zuverlässig und mit hoher Wirksamkeit in einem weiten Belastungsbereich, wobei er sich der jeweiligen Belastung anpaßt. Die längliche Kappe wird gleichmäßig und in der Regel symmetrisch angehoben, erzeugt einen homogenen Schaum bei geringem Mitreißen der Tröpfchen oberhalb des Schaumniveaus und einem gleichmäßigen Durchsickern der Flüssigkeit auf den nächst unteren Boden. Der Ventilboden kann als überlaufloser Durchsickerboden ausgebildet sein, wodurch eine maximale funktionell Ausnutzung der gesamten Bodenfläche erreicht wird. Er kann aber auch als Überlaufboden ausgebildet sein. Sein Hauptanwendungsbereich ist der Bereich großer Dampfbelastungen.

Zweckmäßig ist es, wenn einige Anschläge so angeordnet sind, daß sie in der Ruhelage der Kappe auf der Oberseite des Ventilbodens aufliegen und einen Abstand zwischen Ventilboden und Kappe halten.

Hierdurch wird ein Klebenbleiben der Kappe an dem während des Betriebs oft mit klebrigen Asphaltstoffen bedeckten Boden verhindert.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand verschiedener in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Ausführung eines geschlitzten, überlauflosen Ventilbodens mit über seinen Schlitzen angeordneten und darin verankerten länglichen Kappen in Draufsicht,

F i g. 2 zwei derartige übereinander gelagerte Ventilboden im lotrechten axialen Schnitt,

F i g. 3 eine Kappe in ihrer Ruhelage im Querschnitt,

F i g. 4 die gleiche Kappe hochgehoben im Querschnitt mit angedeuteten Strömungslinien sowohl der Flüssigkeit als auch der Dämpfe und/oder Gase,

Fig.5 eine Kappe im Grundriß über einem Bodenschlitz,

F i g. 6 einen Endteil der über einem Bodenschlitz angeordneten Kappe in perspektivischer Darstellung und

F i g. 7 eine Variante eines am Ende der Kappe angeordneten Distanzhalters für eine in ihrer Ruhelage dicht oberhalb des Bodens befindliche Kappe im Querschnitt.

Nach F i g. 1 und 2 sind in einer Stoff austauschkolonneö in Abständen übereinander die einzelnen überlauflosen geschlitzten Ventilboden 1 derart eingebaut, daß ihre Schlitze von Boden zu Boden um einen Winkel von etwa 90° gegeneinander verdreht sind. Über jedem Schlitz ist eine längliche Kappe 2 mit einer in ihrer Längsachse an der Unterseite angebrachten, durchlaufenden, in den Schlitz ragenden Rippe 3 angeordnet, an der in Abständen mit Anschlägen zur Hubbegrenzung versehene Distanzhalter 4 befestigt sind. Nach den F i g. 3,4 und 5 bestehen die Kappen 2 aus länglichen, zylindrisch gewölbten Blechstreifen, die in ihrer Längsachse durch eine an der Unterseite angebrachte, durchlaufende, nach unten ragende Rippe 3 versteift sind. In ihrer Ruhelage liegen die Kappen 2 mit den beiden Längsrändern normalerweise am Boden 1 auf, während sie mit ihrer Rippe 3 durch den Schlitz greifen.

An beiden Längsrändern der Kappe 2 sind in Abständen gegeneinander versetzt angeordnete, annähemd etwa quadratische oder halbkreisförmige Ausschnitte vorgesehen, die zu beiden Seiten jeder Rippe 3, jeweils durch diese Rippe gegen Dampf- und/oder Gasaufstieg abgeschirmte Durchbrüche für den Durchtritt der Flüssigkeit bilden, wie dies in

ίο F i g. 4 rechts durch gestrichelte Strömungslinien angedeutet ist. Dagegen streben die sich unterhalb der Kappen 2 ansammelnden Dämpfe und/oder Gase danach, die Kappen 2 vom Boden 1 abzuheben, und sobald dies erfolgt, entweichen sie entlang den Rippen 3 und den beiden Längsrändern der Kappen 2 zunächst dicht über dem Ventilboden. Je mehr die Kappen 2 durch den ansteigenden Dampf- und/oder Gasdruck angehoben werden, um so weiter öffnen sich auch die Spalte zwischen Kappe und Boden, um die Dämpfe und/oder Gase durchzulassen, wie dies in F i g. 4 links durch punktierte Strömungslinien angedeutet ist. Dabei wird die Flüssigkeit am Ventilboden 1 bis zur Bodenoberfläche in eine lebhafte Rührbewegung versetzt und somit eine innige Berührung zwischen den beiden Phasen begünstigt. F i g. 5 zeigt in der oberen Hälfte sowohl die Durchbrüche 7 der Kappen 2 als auch die Schlitzenden 9 in eckiger Ausbildung, während in der unteren Hälfte sowohl die Durchtrittsbrüche 8 der Kappen 2 als auch die Schlitzenden 10 in abgerundeter Ausführung dargestellt sind. Bei der Herstellung der abgerundeten Ausschnitte werden die Stanzwerkzeuge weniger beansprucht als bei der Herstellung der eckigen. Der in F i g. 7 abgebildete Distanzhalter 5 weist außer den an seinem unteren Rand vorgesehenen Hubbegrenzungsanschlägen, die von unten den Boden berühren, auch an einem oberen Ende Hubbegrenzungsanschläge auf, die von oben am Boden aufliegen, um somit die Kappe 2 in ihrer Ruhelage dicht oberhalb des Bodens zu halten, damit sie nicht auf dem während des Betriebs oft mit klebrigen Asphaltstoffen bedeckten Boden kleben bleibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Ventilboden für Stoffaustauschkolonnen, bei dem als Bodenöffnungen längliche Schlitze vorgesehen sind, die von Kappen überdeckt sind, die unter der Wirkung des aufsteigenden Gases oder Dampfes aus ihrer Ruhelage abhebbar, mit an beiden Längsrändern im Abstand angeordneten, zum freien Durchfluß einer Flüssigkeit dienenden Durchbrüchen und mit einem nach unten durch einen der Schlitze greifenden und mit seitlichen Anschlägen versehenen Führungselement versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Führungselement eine in der Längsrichtung der Kappe durchgehende, die seitlichen Anschläge in Abständen voneinander aufweisende Rippe (3) vorgesehen ist.

2. Ventilboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe zusätzlich mit in der Ruhelage der Kappe (2) auf der Oberseite des Ventilbodens (1) aufliegenden Anschlägen versehen ist.